OLED (Organic light emitTIng díóða) er ný kynslóð flatskjás tækni sem fylgir TFT-LCD (Thin film transistor liquid crystal display). Það hefur kosti einfaldrar uppbyggingar, engin þörf er á baklýsingu fyrir sjálfsljómun, mikla andstæða, þunna þykkt, breitt sjónarhorn, hratt svörunarhraða, hægt að nota fyrir sveigjanlegar spjöld og breitt hitastig. Árið 1987 stofnaði doktor CW Tang og aðrir frá Kodak Corporation í Bandaríkjunum OLED íhlutum og grunnefnum [1]. Árið 1996 varð Pioneer í Japan fyrsta fyrirtækið til að fjöldaframleiða þessa tækni og passaði OLED spjaldið við hljóðskjá bílsins sem það framleiddi. Á undanförnum árum, vegna efnilegra framtíðarhorfa, hafa R & D teymi í Japan, Bandaríkjunum, Evrópu, Taívan og Suður-Kóreu sprottið upp, sem leiddi til þroska lífrænna ljósgeislandi efna, öflugrar þróunar búnaðarframleiðenda og stöðugrar þróun vinnslutækni.
Hins vegar er OLED tæknin tengd núverandi þroskaðri hálfleiðara, LCD, CD-R eða jafnvel LED iðnaði hvað varðar meginreglur og ferli, en hefur sína einstöku þekkingu; því eru enn margir flöskuhálsar í fjöldaframleiðslu OLED. . Taívan Rebao Technology Co, Ltd byrjaði að þróa OLED-tengda tækni árið 1997 og tókst að framleiða OLED spjöld með miklum árangri árið 2000. Það varð annað fjöldaframleitt OLED spjaldið fyrirtæki í heiminum á eftir Tohoku Pioneer í Japan; og árið 2002 hélt það áfram að framleiða OLED spjöld. Einlitir og svæðislitir spjöld fyrir útflutningssendingar eru sýndar á mynd 1 og ávöxtun og framleiðsla hefur verið aukin, sem gerir það að stærsta OLED spjaldið birgi heims hvað varðar afköst.
Í OLED ferlinu mun þykkt lífrænna filmulags hafa mikil áhrif á eiginleika tækisins. Almennt séð verður þykktarvilla kvikmyndarinnar að vera minni en 5 nanómetrar, sem er sannkölluð nanótækni. Til dæmis er þriðja kynslóð undirlagsstærð TFT-LCD flatskjás almennt skilgreind sem 550 mm x 650 mm. Á undirlagi af þessari stærð er erfitt að stjórna svo nákvæmri filmuþykkt. Ferlið svæðis undirlags og beitingu stórs svæðisplata. Eins og er eru OLED forrit aðallega litlir einlitir og svæðislitir skjáborð, svo sem aðalskjár farsíma, aukaskjár farsíma, leikjatölvuskjár, hljóðbílar í bílum og persónulegur PDA (Digital Assistant) skjár. Þar sem fjöldaframleiðsluferli OLED fullra lita hefur ekki enn þroskast er búist við að litlir OLED vörur í fullri stærð verði hleypt af stokkunum í röð eftir seinni hluta ársins 2002. Þar sem OLED er sjálf lýsandi skjár er sjónræn frammistaða þess einstaklega framúrskarandi miðað við LCD-skjái í fullum lit á sama stigi. Það hefur tækifæri til að skera beint í litlitla hágæða vörur í fullum lit, svo sem stafrænar myndavélar og lófastærðar VCD (eða DVD) spilara. Hvað varðar stóra spjöld (13 tommur eða meira), þó að rannsóknar- og þróunarhópur sýni sýni, þá er enn eftir að þróa fjöldaframleiðslutækni.
OLED er almennt skipt í litlar sameindir (venjulega kallaðar OLED) og stórsameindir (venjulega kallaðar PLED) vegna mismunandi ljósgeislandi efna. Tæknileyfin eru Eastman Kodak (Kodak) í Bandaríkjunum og CDT (Cambridge Display Technology) í Bretlandi. Taiwan Rebao Technology Co, Ltd er eitt fárra fyrirtækja sem þróa samtímis OLED og PLED. Í þessari grein munum við aðallega kynna OLED litla sameind. Í fyrsta lagi munum við kynna meginregluna um OLED, síðan munum við kynna skyld lykilferli og að lokum munum við kynna núverandi þróunarstefnu OLED tækni.
1. Meginregla OLED
OLED íhlutir eru samsettir úr lífrænum efnum af n-gerð, lífrænum p-gerð, bakskautsmálmi og rafskautsmálmi. Rafeindum (götum) er sprautað frá bakskautinu (rafskautinu), er leitt í ljósgeislandi lagið (almennt n-gerð efni) í gegnum n-gerð (p-gerð) lífrænt efni og gefur frá sér ljós með endurblöndun. Almennt séð er ITO sprautað á glerhvarfefni úr OLED tæki sem rafskaut, og síðan er lífrænt efni af p-gerð og n-gerð og málmskautskaut með litla vinnuvirkni afhent í röð með lofttæmingu við lofttæmingu. Vegna þess að lífræn efni hafa auðveldlega samskipti við vatnsgufu eða súrefni myndast dökkir blettir og íhlutirnir skína ekki. Þess vegna, eftir að tómarúmhúðun þessa búnaðar er lokið, verður umbúðaferlið að fara fram í umhverfi án raka og súrefnis.
Milli bakskautsmálmsins og rafskauts ITO er almennt hægt að skipta miklu uppbyggingu tækisins í 5 lög. Eins og sýnt er á mynd 2, frá hliðinni nálægt ITO, eru þau: holu innspýtingarlag, holuflutningslag, ljóslosandi lag, rafeindaflutningslag og rafeindasprautunarlag. Varðandi þróunarsögu OLED tækja er OLED tækið sem Kodak gaf út fyrst 1987 samsett úr tveimur lögum af lífrænum efnum, holuflutningslagi og rafeindaflutningslagi. Gatflutningslagið er lífrænt efni af p-gerð, sem einkennist af meiri hreyfanleika hola og hæsta hertekna sameindabrautin (HOMO) er nær ITO, sem gerir kleift að flytja holur frá orkuhindrun ITO sprautað í lífræna lagið er minnkað.
Hvað varðar rafeindaflutningslagið, þá er það lífrænt efni af gerðinni n, sem einkennist af mikilli rafeindafærni. Þegar rafeindir ferðast frá rafeindaflutningslagi til viðmóts holu og rafeindaflutningslaga er lægsta ósameinda braut rafeindaflutningslaga Lægsta óbyggða sameindabrautin (LUMO) er mun hærri en LUMO holuflutningslagsins . Það er erfitt fyrir rafeindir að fara yfir þessa orkuhindrun til að komast inn í holuflutningslagið og eru lokaðar af þessu tengi. Á þessum tíma eru holur fluttar frá holuflutningslaginu í nágrenni viðmótsins og sameinast rafeindum til að mynda excitons (Exciton) og Exciton losar orku í formi ljóss og ekki ljóss. Að því er varðar almennt flúrljómunarkerfi er aðeins 25% rafeindagataparanna sameinað aftur í formi ljósslosunar út frá útreikningi á sértækni (SelecTIon regla) og 75% af orkunni sem eftir er er afleiðing af losun hita. Eyðilagt form. Á undanförnum árum hefur verið verið að þróa virkan fosfórljómunarefni (fosfórljómun) til að verða ný kynslóð OLED efna [2], slík efni geta brotið takmörk á sértækni til að auka innri skammtaframleiðslu í næstum 100%.
Í tveggja laga tækinu er lífrænt efni af n-gerðinni-rafeindaflutningslagið-einnig notað sem ljóslosandi lag og ljósbylgjulengdin er ákvörðuð af orkumuninum á HOMO og LUMO. Hins vegar er gott rafeindaflutningslag - það er efni með mikla rafeindafærni - ekki endilega efni með góða skilvirkni ljóss. Þess vegna er núverandi almenna venja að dópa (dópað) lífræn litarefni með mikla flúrljómun fyrir rafeindaflutninga. Hluti lagsins sem er nálægt holuflutningslaginu, einnig þekktur sem ljóslosandi lag [3], hefur rúmmálshlutfall um 1% til 3%. Þróun lyfjatækni er lykiltækni sem notuð er til að auka hraðefni frásogshraða hráefna. Almennt er valið efni litarefni með mikla flúrljómun skammtasoghraða (litarefni). Þar sem þróun lífrænna litarefna er upprunnin úr litarefnisblásara á áttunda áratugnum til níunda áratugarins er efnakerfið lokið og losun bylgjulengd getur náð yfir allt svæðið fyrir sýnilegt ljós. Orkusvið lífræns litarefnis sem er dópað í OLED tækinu er lélegt, almennt minna en orkusvið hýsilsins (Host), til að auðvelda exciton orkuflutninginn frá hýsilnum í dópantinn (Dopant). Hins vegar, vegna þess að dópefnið hefur lítið orkuband og virkar sem gildra í rafmagni, ef dópantalagið er of þykkt, mun drifspennan aukast; en ef hún er of þunn þá verður orkan flutt frá hýsilnum yfir í dópið. Hlutfallið mun versna, þannig að þykkt þessa lags verður að vera fínstillt.
Málmefni bakskautsins notar venjulega málmefni (eða málmblöndu) með litla vinnuvirkni, svo sem magnesíumblendi, til að auðvelda innspýtingu rafeinda frá bakskautinu í rafeindaflutningslagið. Að auki er algengt að innleiða rafeindasprautulag. Það er samsett úr mjög þunnt málmhalíði eða oxíði með lágri vinnu, svo sem LiF eða Li2O, sem getur dregið verulega úr orkuhindrun milli bakskauts og rafeindaflutningslaga [4] og dregið úr drifspennu.
Þar sem HOMO -gildi holuflutningslagsins er enn frábrugðið því ITO getur að auki ITO rafskautið losað súrefni og skemmt lífræna lagið til að mynda dökka bletti. Þess vegna er holu innspýtingarlag sett á milli ITO og holuflutningslagsins og HOMO gildi þess er bara á milli ITO og gatflutningslagsins, sem stuðlar að innspýtingu holu í OLED tækið, og eiginleikar kvikmyndarinnar geta loka ITO. Súrefni fer inn í OLED frumefnið til að lengja líftíma frumefnisins.
2. OLED drifaðferð
Akstursaðferð OLED er skipt í virkan akstur (virkan akstur) og óbeinan akstur (óbeinan akstur).
1) Óvirk drif (PM OLED)
Það er skipt í truflanir drifrás og kraftmikla drifrás.
⑴ Stöðug akstursaðferð: Á kyrrstætt drifinni lífrænni ljósdreifibúnaði eru yfirleitt bakskaut hverrar lífrænnar rafmagnsdílu tengd saman og teiknuð saman og forskaut hverrar pixlu eru teiknuð sérstaklega. Þetta er algeng aðferð við bakskautstengingu. Ef þú vilt að díla gefi frá sér ljós, svo lengi sem munurinn á spennu faststraumsgjafans og spennu bakskautsins er meiri en ljósgildi dílarinnar, mun punkturinn gefa frá sér ljós undir drifi stöðugrar straumgjafa. Ef díla gefur ekki frá sér ljós, tengdu rafskaut þess við Á neikvæðri spennu, það getur verið afturábak. Hins vegar geta þveráhrif komið fram þegar myndin breytist mikið. Til að forðast þetta verðum við að tileinka okkur samskiptaformið. Stöðuga akstursrásin er venjulega notuð til að keyra hluti skjásins.
⑵ Dynamísk akstursstilling: Í gangvirku lífrænu ljósdreifibúnaði breytir fólk tveimur rafskautum pixlanna í fylkisuppbyggingu, það er að rafskautum af sama eðli lárétts hóps skjápunkta er deilt og lóðrétt hópur pixla sýna eru þeir sömu. Hin rafskaut náttúrunnar er deilt. Ef hægt er að skipta pixlinum í N raðir og M dálka geta verið N röð rafskaut og M dálka rafskaut. Raðirnar og dálkarnir samsvara hvor um sig rafskautunum í ljósdíla. Nefnilega bakskautið og rafskautið. Í raunverulegu hringrásarferlinu, til að lýsa upp pixlana röð fyrir röð eða til að lýsa upp díla dálk fyrir dálk, er skönnunaraðferðin fyrir röð venjulega notuð og dálkskautin eru gagnaflokka í línuskönnuninni. Framkvæmdaraðferðin er: hringrás beita púls á hverja röð rafskauta, og á sama tíma gefa allar dálka rafskautar drifstrauma púlsa punkta línunnar, til að átta sig á birtingu allra pixla í röð. Ef röðin er ekki lengur í sömu röðinni eða í sama dálknum er bakspennan beitt á pixlana til að koma í veg fyrir „þveráhrif“. Þessi skönnun er framkvæmd röð fyrir röð og tíminn sem þarf til að skanna allar raðir er kallaður rammatímabil.
Valartími hverrar röð í ramma er jöfn. Miðað við að fjöldi skönnunarlína í ramma sé N og tíminn fyrir skönnun ramma 1, þá er valtíminn sem ein lína tekur 1/N af tíma ramma. Þetta gildi er kallað skylduhringstuðullinn. Undir sama straumi mun fjölgun skannilína draga úr vinnsluferli, sem mun valda áhrifaríkri lækkun á núverandi innspýtingu á lífræna rafmagnspípulínuna í einum ramma, sem mun draga úr skjágæðum. Þess vegna, með aukningu á skjápunktum, til að tryggja gæði skjásins, er nauðsynlegt að auka drifstrauminn á viðeigandi hátt eða nota tvískiptur rafskautskerfi til að auka vinnuhringstuðulinn.
Til viðbótar við þveráhrif vegna algengrar myndunar rafskauta, sameinast fyrirkomulag jákvæðra og neikvæðra hleðslubera til að mynda ljóslosun í lífrænum rafljómandi skjái sem gerir tvo ljósdíla, svo framarlega sem hverskonar hagnýtur filma sem samanstendur af uppbygging er beintengd saman Já, það getur verið yfirfæri milli tveggja ljósdíplanna, það er að einn díll gefur frá sér ljós og hinn díllinn getur einnig gefið frá sér veikt ljós. Þetta fyrirbæri stafar aðallega af lélegri þykkt einsleitni lífrænu hagnýtu filmunnar og lélegri hliðar einangrun kvikmyndarinnar. Frá sjónarhóli aksturs, til að draga úr þessari óhagstæðu yfirferð, er það einnig áhrifarík aðferð í einni línu að nota andstæða niðurskurðaraðferð.
Skjár með gráum stýringu: Grái kvarði skjásins vísar til birtustigs svart -hvítra mynda frá svörtu til hvítu. Því fleiri grá stig, því ríkari verður myndin frá svörtu í hvítt og skýrari upplýsingar. Gráskala er mjög mikilvægur mælikvarði á myndskjá og litun. Almennt eru skjáirnir sem notaðir eru fyrir gráskjásýningu að mestu leyti punktdæmisskjár og akstur þeirra er að mestu leyti öflugur akstur. Nokkrar aðferðir til að ná grástýringu eru: stjórnunaraðferð, staðbundin grátónabreyting og tíma grástilla.
2) Virkur diskur (AM OLED)
Hver pixla virka drifsins er búinn lághita Poly-Si Thin Film Transistor (LTP-Si TFT) með rofaaðgerð, og hver pixla er búinn hleðslugeymslu og útlægur aksturshringur og skjáfylki eru samþætt í öllu kerfinu Á sama gler undirlagi. TFT uppbyggingin er sú sama og LCD og er ekki hægt að nota fyrir OLED. Þetta er vegna þess að LCD notar spennu drif, en OLED treystir á núverandi drif og birtustig þess er í réttu hlutfalli við magn af straumi. Þess vegna, auk þess að velja heimilisfang TFT sem framkvæmir ON/OFF rofi, þarf það einnig tiltölulega lágt viðnám sem leyfir nægjanlegum straum að fara. Lágt og lítið akstur TFT.
Virkur akstur er truflað akstursaðferð með minniáhrifum og er hægt að keyra með 100% álagi. Þessi akstur er ekki takmarkaður af fjölda skönnunarskauts og hægt er að stilla sérhverja pixla sjálfstætt.
Virka drifið hefur engin skylduhringrásarvandamál og drifið er ekki takmarkað við fjölda skönnunarskauts og auðvelt er að ná mikilli birtu og mikilli upplausn.
Virkur akstur getur sjálfstætt stillt og keyrt birtustig rauðu og bláu pixlanna, sem er til þess fallið að átta sig á OLED litun.
Akstursrás virka fylkisins er falin á skjánum, sem gerir það auðveldara að ná samþættingu og smækkun. Þar að auki, vegna þess að tengingarvandamál milli jaðardrifhringrásarinnar og skjásins er leyst, bætir þetta ávöxtun og áreiðanleika að vissu marki.
3) Samanburður á milli virks og óvirks
óvirkur virkur
Augnablik mikil þéttleiki ljóss (kraftmikill drif/sértækur) Stöðug ljósgeislun (stöðugt drif)
Viðbótar IC flís fyrir utan TFT drifrásarhönnun spjaldsins/Innbyggður þunnfilmu drif IC
Línuskref skönnun Lína þreif gögn þrepaskref
Auðveld stigstýring. Lífræn EL myndpixlar myndast á TFT undirlaginu.
Lágmarkskostnaður/háspennudrif Lágspennudrif/lítil orkunotkun/mikill kostnaður
Auðveldar hönnunarbreytingar, stuttur afhendingartími (einföld framleiðsla), langur líftími ljósgeislandi íhluta (flókið framleiðsluferli)
Einföld fylkisdrif+OLED LTPS TFT+OLED
2. Kostir og gallar OLED
1) Kostir OLED
(1) Þykktin getur verið minna en 1 mm, sem er aðeins 1/3 af LCD skjánum, og þyngdin er léttari;
(2) Solid líkaminn hefur ekkert fljótandi efni, þannig að það hefur betri höggþol og er ekki hræddur við að falla;
(3) Það er nánast ekkert vandamál með sjónarhornið, jafnvel þegar það er skoðað í stóru sjónarhorni er myndin samt ekki brengluð;
(4) Viðbragðstíminn er einn þúsundasti af LCD, og það verður nákvæmlega ekkert smurt fyrirbæri þegar sýndar eru kvikmyndir;
(5) Góðir eiginleikar við lágt hitastig, það getur samt birst venjulega við mínus 40 gráður, en LCD getur ekki gert það;
(6) framleiðsluferlið er einfalt og kostnaðurinn er lægri;
(7) Ljósvirkni er meiri og orkunotkun er minni en LCD;
(8) Það er hægt að framleiða það á undirlagi af mismunandi efnum og hægt er að gera það að sveigjanlegum skjám sem hægt er að beygja.
2.) Ókostir OLED
(1) Líftími er venjulega aðeins 5000 klukkustundir, sem er lægri en LCD lífstími að minnsta kosti 10,000 klukkustundir;
(2) Ekki er hægt að ná fjöldaframleiðslu á stórum skjám, svo að hún hentar nú aðeins fyrir færanlegar stafrænar vörur;
(3) Það er vandamál með ófullnægjandi litahreinleika og það er ekki auðvelt að birta bjarta og ríkulega liti.
3. OLED tengd lykilferli
Indíumtinoxíð (ITO) hvarfefni formeðferð
(1) ITO yfirborðsléttleiki
ITO hefur verið mikið notað við framleiðslu á auglýsingaskjám. Það hefur kosti mikillar sendingar, lítillar viðnáms og mikillar vinnuvirkni. Almennt séð er ITO sem framleitt er með RF sputtering aðferðinni næmt fyrir lélegum vinnslueftirlitsþáttum, sem leiðir til ójafns yfirborðs, sem aftur framleiðir beitt efni eða útskot á yfirborðinu. Að auki mun ferlið við háhita kalsination og endurkristöllun einnig framleiða útstæð lag með yfirborði um 10 ~ 30nm. Leiðirnar sem myndast á milli fínu agnanna í þessum ójöfnu lögum munu gefa holum tækifæri til að skjóta beint að bakskautinu og þessar flóknu brautir munu auka lekastrauminn. Almennt eru þrjár aðferðir til að leysa áhrif þessa yfirborðslags: Ein er að auka þykkt holsprautulagsins og holuflutningslagsins til að draga úr lekastraumi. Þessi aðferð er aðallega notuð fyrir PLED og OLED með þykkt holulag (~ 200nm). Annað er að endurvinna ITO glerið til að gera yfirborðið slétt. Sú þriðja er að nota aðrar húðunaraðferðir til að gera yfirborðið sléttara (eins og sýnt er á mynd 3).
(2) Aukning á starfshlutverki ITO
Þegar holum er sprautað í HIL frá ITO mun of mikill hugsanlegur orkumunur framleiða Schottky hindrun, sem gerir það erfitt fyrir sprautun á holum. Þess vegna verður áherslan í ITO formeðferð hvernig á að draga úr mögulegum orkumun ITO/HIL viðmóts. Almennt notum við O2-Plasma aðferðina til að auka mettun súrefnisatóma í ITO til að ná þeim tilgangi að auka vinnuvirkni. Hægt er að auka vinnuaðgerð ITO eftir O2-Plasma meðferð úr upphaflegu 4.8eV í 5.2eV, sem er mjög nálægt vinnuaðgerð HIL.
Bæta við hjálparskauti
Þar sem OLED er núverandi drifbúnaður, þegar ytri hringrásin er of löng eða of þunn, mun alvarlegt spennufall valda í ytri hringrásinni, sem mun valda því að spennufall OLED tækisins lækkar, sem leiðir til lækkunar á ljósstyrkur spjaldsins. Vegna þess að ITO viðnám er of stórt (10 ohm / ferningur) er auðvelt að valda óþarfa ytri orkunotkun. Að bæta við hjálparskauti til að draga úr spennuhraða verður fljótleg leið til að auka ljósvirkni og draga úr drifspennu. Króm (Cr: Króm) málmur er algengasta efnið fyrir hjálparskaut. Það hefur kosti góðs stöðugleika gagnvart umhverfisþáttum og meiri sértækni við ætingarlausnir. Hins vegar er viðnámsgildi hennar 2 ohm / fermetra þegar kvikmyndin er 100nm, sem er enn of stór í sumum forritum. Þess vegna hefur ál (Al: Ál) málmur (0.2 ohm / ferningur) lægra mótstöðu gildi við sömu þykkt. ) Verður annar betri kostur fyrir hjálparskaut. Hins vegar gerir mikil virkni álmálm það einnig vandamál áreiðanleika; því hefur verið lagt til marglaga hjálmmálma, svo sem: Cr / Al / Cr eða Mo / Al / Mo. Hins vegar auka slíkir ferlar margbreytileika og kostnað, þannig að val á hjálparefnisefni er orðið eitt af lykilatriðum í OLED ferlið.
② bakskaut ferli
Í OLED spjaldi í mikilli upplausn er fíni bakskautið aðskilið frá bakskautinu. Almenna aðferðin sem notuð er er sveppauppbyggingaraðferðin, sem er svipuð neikvæðri ljóstillögunartækni prenttækni. Í neikvæðu ljósmótunarþróunarferlinu munu margar afbrigði af ferli hafa áhrif á gæði og ávöxtun bakskautsins. Til dæmis bindiþol, rafmagnsfasti, hár upplausn, hár Tg, lágt gagnrýnisvídd (CD) tap og rétt viðloðunartengi við ITO eða önnur lífræn lög.
③ Pakki
(1) Vatnsgleypið efni
Almennt hefur lífshringur OLED auðveldlega áhrif á vatnsgufu og súrefni í kring og minnkar. Það eru tvær aðaluppsprettur raka: önnur er að komast inn í tækið í gegnum ytra umhverfið og hitt er rakinn sem frásogast af hverju efnislagi í OLED ferlinu. Til þess að draga úr inntöku vatnsgufu í íhlutinn eða útrýma vatnsgufunni sem frásogast í ferlinu er algengasta efnið þurrkefni. Þurrkefni getur notað efnaaðsog eða líkamlega aðsog til að fanga vatnsameindir sem hreyfast frjálslega til að ná þeim tilgangi að fjarlægja vatnsgufu í íhlutnum.
(2) Vinnslu og búnaðarþróun
Pökkunarferlið er sýnt á mynd 4. Til að setja þurrkefnið á hlífðarplötuna og tengja lokplötuna vel við undirlagið þarf að framkvæma það í lofttæmi eða fylla holrýmið með óvirku gasi, svo sem sem köfnunarefni. Rétt er að taka fram að hvernig á að gera ferlið við að tengja hlífðarplötuna og undirlagið skilvirkara, draga úr kostnaði við umbúðirnar og draga úr umbúðatíma til að ná besta fjöldaframleiðsluhraða, hefur orðið þrjú meginmarkmið þróun pökkunarferlis og tækjatækni.
önnur varan okkar:
